放大器OPA855的噪声计算实例

                 噪声计算

 一．放大器的噪声计算       

 OPA855的噪声频谱密度

 放大的噪声计算主要是把噪声频谱密度，转换成RMS噪声，噪声增益的计算都是以同向放大计算的，我们这里的噪声噪声增益就是7，噪声带宽：

BWn =1.57*（ 8G / 7 ）= 1.57 * 1143M = 1795M

 1.电压噪声计算

1>Broadband Noise宽带噪声的计算

Enbb = Ebb *√BWn = (0.98nV /√Hz) * √1795 MHz = 41.52uV

上面计算出来的就是OPA855的电压RMS噪声。

2>1 / f 电压噪声计算

Enormal = Enf √f0 = (2.8 nV /√Hz) * ( √1kHz ) = 88.5 nV

Eflicker = Enormal * [√ln( fh / fl) ] = 88.5 *  [√ln( 1795 MHz / 1Khz) ] = 1.27 uV

3>总的电压噪声计算

En_v =√（Enbb^2 + Eflicker^2）

          =√(41.52uV^2 + 1.27uV^2) = 41.53 uV

2.电流噪声的计算

等效电阻Req= 453R // 75R = 64R

1>Broadband Noise宽带噪声的计算

En_r = (2.5pA √Hz ) * 64R = 0.16 nV √Hz

En_i = En_r * √BWn = (0.16nV /√Hz) * √1795 MHz =6.78 uV

3.电阻的热噪声

En_rt = √4KTRf = √[4*(1.38*10^-23)*298k*64R*1795 MHz]

          = 0.44uV

4.总的输入输出RMS噪声为：

En_in=√（41.53uV^2 + 6.78uV^2 + 0.44uV^2 ）= 42.08uV

En_out= 42.08 * 7 = 294.6uV

可以看出总的输入噪声还是以电压噪声为主，电流噪声和电阻热噪声占比很小

总的噪声峰峰值为：294.6uV * 6 = 1.77mV

 快速简化噪声计算的方法：

1.看放大器的输入类型。

对于CMOS和JFET的放大器来说，电流噪声都是不明显的，一般都是fA√Hz级别的，Bipolar运放则是在pA√Hz，相反在电压噪声上来说Bipolar是比CMOS和JFET小的。

2.等效电阻的影响。

一般等效电阻小于1k时，放大器的电流噪声都是很小的了，无论放大器输入类型时Bipolar或者CMOS，很多时候都是可以近似忽略的了。

3.什么时候可以忽略1/f噪声。

当系统带宽比1/f噪声的拐点频率大10倍以上时，可以忽略1/f噪声。对于大多数精密放大器的噪声拐点频率时1Hz到1kHz，所以当你系统带宽大于10k的时候，1/f噪声是可以忽略的。

4.当有多级放大电路的情况。

一般在多级放大系统时，通常在第一级采用最高的增益，这样的话，第一级的误差源将占主要的部分，后面的几级引起的误差就可以忽略不计。